题目内容
【题目】小敏设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路.其电路原理如图a所示.其中,电源两端电压恒定为4V不变,电压表量程为0~3V,R0=300Ω,为定值电阻,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图b所示.闭合开关S,当环境温度为40℃时,电压表的示数是V,在不损坏电路元件的前提下,此电路所允许的最高环境温度是℃.
【答案】2.4;80℃
【解析】解:①由电路图可知,R0与R1是串联,电压表测R0两端的电压,由图(b)可知,当环境温度为40℃时,对应的R1的阻值为200Ω, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,根据欧姆定律,电路中的电流:
I= =0.008A,
电压表的示数即R0的电压:U0=IR0=0.008A×300Ω=2.4V;②由题意可知,电压表示数允许最大值为3V,此时电路能够测量的温度最高,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,此时电路中的电流为:
I′= =0.01A,
因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,
所以,R1两端的电压:
U1′=U﹣U0′=4V﹣3V=1V,
此时热敏电阻的阻值:
R1′= =100Ω,
由图(b)可知,热敏电阻的阻值为100Ω时对应温度为80℃,即最高环境温度为80℃.
所以答案是:2.4;80℃.
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用和电阻的串联,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR);电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联) 1、电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等) 2、电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和) 3、 电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR 4、分压作用:U1:U2=R1:R2即可以解答此题.